【解析】3D打印技術與骨科植入物研發(fā)現(xiàn)狀及其瓶頸突破思路

骨肌系統(tǒng)疾患盡管一般不直接導致死亡，但卻是最普遍的求醫(yī)原因之一，是導致殘疾、工作能力喪失和生活質(zhì)量下降的最常見原因。為喚起公眾對骨肌系統(tǒng)疾患的重視，世界衛(wèi)生組織將21世紀的首個十年定為“骨與關節(jié)十年”。 近年來，日益加重的人口老齡化更是導致骨肌 系統(tǒng)疾病發(fā)病率在全球范圍內(nèi)逐年上升。過半數(shù)老年人由于關節(jié)退行性變而長期處于慢性疾病狀態(tài)。據(jù)推算，40%超過50歲的婦女在其有生之年將發(fā)生至少一次骨質(zhì)疏松性骨折。以美國為例（3億人口），每年有超過1.3億人次患者因骨肌系統(tǒng)疾患就診； 2005年，全美約1億成人、近50%存在超過3個月的骨肌系統(tǒng)疾患狀態(tài)，甚至是其他系統(tǒng)疾患的兩倍以上；2012年，骨肌系統(tǒng)發(fā)病率已超過50%。

此外，交通運輸?shù)母咚倩瘜е陆煌ㄊ鹿蕮p傷顯著增加，這在交通管理體制尚不完善的發(fā)展中國家更為嚴重，治療該類損傷可占健康支出的25%。中國作為一個未富先老的發(fā)展中國家，同時具有老齡相關骨肌系統(tǒng)疾患及創(chuàng)傷性損傷，骨肌系統(tǒng)疾患更為嚴重，造成有效勞動力下降，加重社會經(jīng)濟負擔。 手術治療是骨肌系統(tǒng)疾患的根本治療措施，治療過程中往往需依賴各種植入物，而骨科相關植入物又是醫(yī)療各系統(tǒng)中價格最高的，這就決定了骨科相關植入物將在醫(yī)療相關支出中占據(jù)較大比重。因此，骨肌系統(tǒng)植入物的自主研發(fā)及制造無論是在社會民生角度還是經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)角度都是至關重要的。

一、基于3D打印技術的骨科植入物國產(chǎn)化、個體化研發(fā)現(xiàn)狀
（一）植入物是骨肌系統(tǒng)治療的核心要素，其社會及經(jīng)濟影響巨大
骨肌系統(tǒng)常見疾患包括骨關節(jié)退行性變、脊柱創(chuàng)傷及退行性變、四肢創(chuàng)傷、骨缺損、骨質(zhì)疏松及骨腫瘤等。從發(fā)病機理上看，大多數(shù)骨肌系統(tǒng)疾患和局部解剖及生物力學狀態(tài)密切相關，這也決定了骨肌系統(tǒng)疾患相關植入物需要參考局部解剖形態(tài)來設計，進而改變其不利的生物力學狀態(tài)。 作為骨肌系統(tǒng)疾患治療的核心要素，骨肌系統(tǒng)植入物又可分為關節(jié)植入物、脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)、骨折內(nèi)外固定系統(tǒng)及骨生物替代材料等。據(jù)美國F&S公司所提供的資料，全球骨科植入器械市場從2006年的129億美元增加到2009年的173億美元，年復合增長率達10.4%，預計到2015年可達277億美元。我國的骨科植入物器械市場目前已經(jīng)是全球整體市場的重要組成部分，并且很可能是其未來進一步增長的重要引擎。

據(jù)美國F&S估計，我國骨科植入物市場在2015年將增長到166億人民幣，年復合增長 率達18.1%。我國骨科植入物市場已從2005年的全球第八大市場成長為2010年的第三大市場，照此趨勢，在2015年將超過日本成為第二大市場。中國巨大的市場潛力為全世界所共知，國外植入物公司早已進駐我國各大城市，國外植入物公司目前牢牢把持著國內(nèi)骨科植入物的高端市場：2009年，外資企業(yè)合計占國內(nèi)市場的56%，包括強生、美敦力、捷邁、辛迪思、史塞克等；其中，關節(jié)市場國外品牌占64%，脊柱類占61%，創(chuàng)傷類占43%。這不僅意味著大量資金流向國外，更為重要的是，關乎人民健康的關鍵行業(yè)在某種意義上為國外企業(yè)所把控，有礙我國的科技創(chuàng)新。

（二）骨科植入物國產(chǎn)化及個體化需求倒逼研發(fā)工作
從宏觀角度看，患者目前已不滿足通過骨科植入物來緩解疼痛及恢復基本的運動功能，而是要求最大限度地恢復其原有功能。以關節(jié)為例，若要實現(xiàn)關節(jié)功能最大程度的恢復，這就要求新一代人工關節(jié)與個體具有更好的解剖學及運動學的匹配。亞洲人的骨骼尺寸及各部分比例關系和歐美人存在一定差異，在行為運動方面也存在較大差異，包括深蹲、下跪、盤腿等動作。因此，結(jié)合國人自身的解剖結(jié)構(gòu) 及行為運動特征，進一步改進植入物設計，設計適合中國人的植入物是十分必要的。同樣，在創(chuàng)傷、脊柱類及骨替代材料產(chǎn)品方面也存在本土化的迫切需求。

從技術層面看，個體化治療是21世紀醫(yī)學發(fā)展的重要方向。以人工關節(jié)為例，自其誕生的第一天起就被打上了第二次工業(yè)革命的特征性標記，同一款假體具備完全一致的解剖形態(tài)，僅存尺寸差異。這種設計的確能滿足大規(guī)模生產(chǎn)，降低研發(fā)及生產(chǎn)成本，加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代。作為現(xiàn)代人工關節(jié)誕生標志的Charnley人工關節(jié)，就是統(tǒng)一設計的、一塊式的產(chǎn)品，其單一設計、流水線型生產(chǎn)及其使用模式，的確有利于形成標準化的治療方案，提高工作效率，且能滿足多數(shù)患者的治療需要，但是處于人群分布偏兩端的患者卻成為了這一醫(yī)學模式的受害者。臨床工作中，常見假體尺寸或有幾何結(jié)構(gòu)不匹配的情形，此時施術者往往會根據(jù)假體形態(tài)來改造患者解剖結(jié)構(gòu)以保證手術的完成，這種“削足適履”的手段，顯然有影響手術效果的風險；而且，常規(guī)人工關節(jié)不僅給關節(jié)外科醫(yī)師帶來更大的挑戰(zhàn)，同時也增加圍術期并發(fā)癥的發(fā)生率，更長遠地看，還可能造成人工關節(jié)使用年限縮短等。為更好地滿足臨床需求，假體設計者開始改造一塊式的假體，給假體各部件的連接部增加了更多的調(diào)節(jié)因素。以人工髖關節(jié)為例，當代假體可以調(diào)整股骨頭直徑、頸長、偏心距、甚至股骨頸前傾角。這樣的嘗試當然有助于減小假體不匹配率，但仍不可能滿足所有患者的需要，如顯著解剖畸形、腫瘤及翻修的患者。  

典型的例子是骨盆惡性骨腫瘤的切除與重建。骨盆惡性骨腫瘤病變范圍存在不確定性，為保障手術的徹底性，降低腫瘤復發(fā)率，手術醫(yī)生尋求各種根治術或擴大根治術，更是增加了殘存骨盆結(jié)構(gòu)的復雜性，進而增加了重建難度。盡可能恢復患者的正常解剖結(jié)構(gòu)是保障術后患肢功能的重要前提之一，醫(yī)生針對病變范圍進行量體裁衣，立足殘留骨盆結(jié)構(gòu)個體化設計半骨盆假體，實現(xiàn)假體與殘留結(jié)構(gòu)的最佳匹配，實現(xiàn)術后患肢功能的最優(yōu)化。  首先，重度 DDH或翻修患者，髖臼周圍可存在較大骨缺損，無 法提供有效覆蓋，從近期及遠期看，均不利于臼杯獲得足夠的支撐，進而影響臼杯固定，而個體化的結(jié)構(gòu)性植骨或是定制型Cage有利于保證外上方支撐。 此外，DDH患者存在股骨髓腔過細、解剖輪廓異常、常規(guī)假體無法置入的情況，同樣需要設計及植入定制型假體。另外，小兒麻痹或侏儒癥患者由于發(fā)育不良、骨骼尺寸小，給手術植入物的選擇帶來困難�？梢�，無論是從優(yōu)化人工關節(jié)設計角度，還是滿足特定患者需要的角度，個體化人工關節(jié)都值得關注。個體化人工關節(jié)在設計上更貼合患者個體的解剖學特征，理論上可帶來更好的臨床效益。

（三）個性化人工關節(jié)數(shù)字制造系統(tǒng)發(fā)展的受限因素
縱觀人工關節(jié)發(fā)展史，我們不難發(fā)現(xiàn)，先進治療理念的形成、假體設計與制作技術的不斷進步是最為關鍵的影響因素。當然，這些進步首先是依賴于工程學的進展。人工關節(jié)從早期的手工設計，發(fā)展到現(xiàn)行的數(shù)字化設計，無不與工程技術息息相關。以個體化人工關節(jié)為例，20世紀中葉，研究者開始進行第一代定制型人工關節(jié)的設計和制作，當時是在二維平面的X線片上進行測量，然后依據(jù)放大率算出實際的骨關節(jié)尺寸，再在圖紙上進行假體設計，最后再交給醫(yī)療器械廠家在機床上制作出假體。但是二維評估及設計，往往無法獲得關鍵結(jié)構(gòu)的空間細節(jié)，就使其治療甚至不能超過常規(guī)人工關節(jié)。

到了20世紀 80年代，隨著計算機技術的普遍應用，第二代個體 化人工關節(jié)的假體設計制作也逐漸實現(xiàn)了數(shù)字化。首先是數(shù)據(jù)采集由二維平面的X線片轉(zhuǎn)變?yōu)槿�維 的CT，然后將CT三維數(shù)據(jù)直接導入計算機，利用 CAD軟件在計算機屏幕上進行假體設計，最后交給 廠家，廠家通過帶有CAM軟件的數(shù)控機床進行假體加工制作。通過數(shù)字化設計制作，大大提高了假體的設計和制作質(zhì)量，有望進一步改善療效。 為實現(xiàn)骨科植入物研發(fā)的本土化，更好地滿足國人的解剖及運動習慣，實現(xiàn)對特殊人群的完美匹配，早于1987年，原上海第二醫(yī)科大學附屬第九人民醫(yī)院戴尅戎院士和上海交通大學機械學院王成燾教授就通過醫(yī)工結(jié)合模式開展了國產(chǎn)化、個體化骨科植入物及相關臨床置換技術的合作研發(fā)工作。作為我國個體化人工關節(jié)的奠基者，他們將CAD/CAM 集 成制造技術引入個體化假體醫(yī)學領域，初步建成一個可面向臨床應用的工程平臺，實現(xiàn)了工程系統(tǒng)的臨床化，建成，直接面向臨床的個性化人工關節(jié)數(shù)字制造系統(tǒng)。個體化或定制型人工關節(jié)是在常規(guī)人工關節(jié)基本設計理念的基礎上，根據(jù)不同病人的解剖特點進行假體設計、制作和植入。

顯然，個體化假體與人體匹配程度高，理論上具有更好的長期療效。二十五年來，在國家和地方多項科研和產(chǎn)業(yè)化項目支持下，其初步實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，先后獲得上海市科技進步一等獎（2001）、國家科技進步獎二等獎（2004）等多項國家和省部級獎項。截至2014年，在上海第二醫(yī)科大學附屬第九人民醫(yī)院已經(jīng)完成了105例個性化人工關節(jié)置換，所建產(chǎn)業(yè)與技術服務中心為全國 96家醫(yī)院提供了6000余例個體化植入物器械與產(chǎn) 品服務。不可否認，個體化植入物的總使用量并不大，因為臨床工作還有“時限要求”這一關鍵因素，即在優(yōu)化效果的同時還需兼顧效率及效益。但要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化及常規(guī)化，除量體裁衣設計出最優(yōu)化的植入物外，還需考慮如何將個體化治療的技術優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為臨床效益，克服費時、費錢及費力的弊端，靈活組合相關支撐技術部門，通過區(qū)域網(wǎng)絡聯(lián)盟快速、有效地實現(xiàn)以下技術的整合，如3D打印技術、反求技術、數(shù)控加工及網(wǎng)絡制造等。

（四）3D打印技術是檢驗數(shù)字化設計、實現(xiàn)數(shù)字化制造的高速公路
增量制造（AdditiveManufacturing,AM），俗稱“3D打印技術”，是快速原型技術（RapidPrototyping Technology,RPT）的一個重要分支，是近年來發(fā)展起 來的直接根據(jù)CAD模型快速生產(chǎn)樣件或零件的技術總稱，它集成了CAD技術、數(shù)控技術、激光技術和材料技術等現(xiàn)代科技成果，是先進制造技術的重要組成部分�？焖俪尚蛷牧慵�的CAD幾何模型出發(fā)，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，用激光束或其他方法將材料堆積而形成實體零件。由于它把復雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列二維制造的疊加，因而可以在不用模具和工具的條件下生成幾乎任何復雜的零部件，這極大地提高了生產(chǎn)效率和制造柔性。

3D打印技術最早使用在模具、汽車、家電、建 筑、輕工、航空航天等領域，近年來開始開拓其在醫(yī)療方面的應用。其中，3D打印技術最常用的醫(yī)學領域之一就是骨科植入物。骨科植入物要求能與局部解剖相匹配，進而構(gòu)建最佳的生物力學環(huán)境。近十年來，在骨科植入物研究領域中各種技術不斷成熟，如數(shù)字化測量、建模、模型分割、數(shù)值虛擬、數(shù)控技術等都為3D打印技術的臨床應用鋪平了道路。伴隨計算機軟硬件設備的進一步提升，數(shù)字化設計、制造及加工在效率上已經(jīng)能滿足個體化設計、制造的要求。此外，3D打印技術還是目前最為節(jié)省材料、加工方式最靈活的一種制造技術。也正是由于具有這些特點，3D打印技術可促進企業(yè)的產(chǎn)品快速創(chuàng)新開發(fā)，以及單件小批量制造。

二、基于3D打印技術的骨科植入物研發(fā)亟待法治化保障

眾所周知，科技創(chuàng)新是我國現(xiàn)代化建設所面臨的“短板”之一，而科技創(chuàng)新又必須以法治保障為前提�？萍紕�(chuàng)新的法治化保障作為科技領域落實全面推進依法治國基本方略的組成部分，是新時期醫(yī)學技術發(fā)展與法治建設的共同內(nèi)容和使命。“科技創(chuàng)新的法治化保障”，是指以完備的法規(guī)制度體系為基礎，將法治理念和行為貫徹于科技創(chuàng)新管理全過程，以推動科技創(chuàng)新向科學化、規(guī)范化、制度化方向發(fā)展�？萍紕�(chuàng)新法治化保障的實質(zhì)，是依靠法規(guī)制度規(guī)范約束政府科技行政管理行為，激勵創(chuàng)新活力，整合創(chuàng)新力量，通過保障創(chuàng)新主體的合法權益，實現(xiàn)全社會獲益的根本目標。

（一）個體化生產(chǎn)擁有3D打印技術的優(yōu)勢但也受限于法律缺失、制約的瓶頸
在產(chǎn)業(yè)化的進程中，我們不難發(fā)現(xiàn)，除去工程學技術的進步外，法律法規(guī)的保駕護航同樣關鍵。盡管骨科臨床醫(yī)師、科研工作者及相關企業(yè)在個體化骨科植入物領域已有多年探索，盡管目前相關的工程學技術已趨向成熟，早期加工過程繁瑣、效率較低等因素已得到克服，但個體化植入物應用于臨床的病例在可見的未來仍將是在小范圍開展。其根本原因，是個體化骨科植入物、甚至是常規(guī)新型國產(chǎn)化骨科植入物的研發(fā)及生產(chǎn)，在目前的醫(yī)療器械的審批條例規(guī)定下還難以快速推進———當前關于醫(yī)療器械審批的法律法規(guī)是根據(jù)批量產(chǎn)品的生產(chǎn)特點進行設計的，而對于個體化及3D制造的產(chǎn)品還沒有明確規(guī)定，這方面法規(guī)指導的缺失，導致醫(yī)生、企業(yè)家、工程 師及患者都無所適從。

3D打印技術與傳統(tǒng)的醫(yī)療器械生產(chǎn)相比，它有 能力實現(xiàn)醫(yī)療器械產(chǎn)品個體化快速生產(chǎn)。個體化生產(chǎn)所對應的是人的個體差異，即不同個體之間在解剖特征上相對穩(wěn)定的不相似性。個體化生產(chǎn)醫(yī)療器械并不是醫(yī)生的別出心裁，而是每一位患者所需要的“那一個”植入器材各不相同，患者的個體解剖特征或缺損部位的差異性決定了需要“按需生產(chǎn)、按需供貨”。通俗地說，當活生生的“那一個”，與硬邦邦的“那一批”不相吻合的時候，法律的規(guī)范也應當為“那一個”提供幫助。3D打印技術已經(jīng)為人體植入物的制造創(chuàng)造了條件，如果臨床應用卻還繼續(xù)停留在“削足適履”的階段，那么就是技術雖然已經(jīng)發(fā)展但又被迫與時代脫節(jié)。正如戴尅戎院士所說：“目前，全世界每年有幾百萬患者需要進行人工關節(jié)置換。國內(nèi)使用的關節(jié)植入物半數(shù)以上來自歐美國家，它們的設計完全按照西方人體解剖結(jié)構(gòu)特征，和國人差別較大。當前國內(nèi)外的每種假體的型號有限，全世界每年要為上百萬不同年齡、不同性別、不同種族、不同體型的病人置換不同破壞程度的關節(jié)，所用的人工關節(jié)卻只有5～10個規(guī)格，實在很難做到按照病人的骨骼特點‘量體裁衣’。所以過去我們只能對骨骼進行‘削足適履’來獲得較好的匹配，但即便如此，仍有部分嚴重畸形的病人無法選擇到合適的假體。”

（二）促進改革創(chuàng)新方能突破3D打印技術醫(yī)療 應用的瓶頸
1.現(xiàn)行法規(guī)未禁止3D打印技術在醫(yī)療領域 的應用。 《醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例》（以下簡作《條例》）于2000年1月4日由中華人民共和國國務院令第276 號公布，2014年2月12日國務院第39次常務會議修訂。醫(yī)療器械是指單獨或者組合式用于人體的儀器、設備、器具、材料或者其他物品（包括所需要的軟件），其用于人體體表及體內(nèi)的作用不是用藥理學、免疫學或者代謝的手段獲得，但可能有這些手段參與并起一定的輔助作用。3D打印技術臨床應用符合醫(yī)療器械使用“對損傷或者殘疾的診斷、治療、監(jiān)護、緩解、補償”的目的，所制造的醫(yī)療器械屬于醫(yī)療器械應當是沒有異議的。但是，《條例》制定時，國內(nèi)外還沒有3D打印技術在醫(yī)學界應用的先例，在內(nèi)容中不可能作出相關的規(guī)定。這種法律沒有規(guī)定的新興技術應用，一方面，應當盡可能利用既有的法律資源依法而為，并積極尋求新的立法或者補充規(guī)定得到支撐；另一方面，行政主管機關應當通過制度設計的創(chuàng)新，支持醫(yī)療機構(gòu)及其人員能夠在技術發(fā)展中乘勢而上。

目前，醫(yī)療器械按《條例》要求分為三類，其中要求最高的醫(yī)療器械是植入人體的，簡稱“植入物”，歸入第三類醫(yī)療器械，它用于支持、維持生命，屬對人體具有潛在危險，對其安全性、有效性必須嚴格控制的醫(yī)療器械。這種按照在使用安全性、可靠性作為分類的標準思路是正確的，但是限于當時的科技發(fā)展水平，分類規(guī)則不可能涉及采用3D打印技術制造醫(yī)療器械。其第四條規(guī)定：“確定醫(yī)療器械分類，應依據(jù)醫(yī)療器械的結(jié)構(gòu)特征、醫(yī)療器械使用形式和醫(yī)療器械使用狀況三方面的情況進行綜合判定�！睆倪壿嬌戏治�，《條例》對醫(yī)療器械分類的依據(jù)只有結(jié)構(gòu)特征、使用形式、使用狀況三個方面，并沒有把生產(chǎn)方式作為分類標準之一。既然法律沒有對醫(yī)療器械的生產(chǎn)方式作出規(guī)定，那么運用3D打印技術制造醫(yī)療器械就不在禁止之列。根據(jù)“法無禁止皆自由”原則，《條例》并沒有明文禁止以個體化方式生產(chǎn)醫(yī)療器械，這就在客觀上給3D打印技術留下了生存的空間。既然醫(yī)療器械監(jiān)督管理的整個體系中沒有以醫(yī)療器械的生產(chǎn)方式不同作為分類的標準之一，而在其他分類標準中隱含的只是批量生產(chǎn)這一種生產(chǎn)方式，因而可以視為只要在遵守《條例》其他規(guī)定的前提下，就可以采用3D打印技術生產(chǎn)醫(yī)療器械。 特別令人興奮的是，國務院在2015年8月9日頒布了《關于改革藥品醫(yī)療器械審評審批制度的意見》（以下簡作《意見》），明確提出：“改革醫(yī)療器械審批方式。鼓勵醫(yī)療器械研發(fā)創(chuàng)新，將擁有產(chǎn)品核心技術發(fā)明專利、具有重大臨床價值的創(chuàng)新醫(yī)療器械注 冊申請，列入特殊審評審批范圍，予以優(yōu)先辦理。及時修訂醫(yī)療器械標準，提高醫(yī)療器械國際標準的采標率，提升國產(chǎn)醫(yī)療器械產(chǎn)品質(zhì)量。通過調(diào)整產(chǎn)品分類，將部分成熟的、安全可控的醫(yī)療器械注冊審批職責由食品藥品監(jiān)管總局下放至省級食品藥品監(jiān)管部門�！比绻�說《意見》的亮點之一是放權的話，那么全面公開藥品醫(yī)療器械注冊的受理、技術審評、產(chǎn)品檢驗和現(xiàn)場檢查條件與相關技術要求，公開受理和審批的相關信息等提高審評審批透明度的改革，則一定能夠引導申請人有序研發(fā)和申請。我們并不是主張取消嚴格監(jiān)管，而是期盼監(jiān)管立足于造福人民，以公開透明的方式促進創(chuàng)新、規(guī)范競爭。從3D打印技術的臨床應用看我國已經(jīng)落后，原因之一是法治保障的不足。在我國，

一是必須堅持發(fā)揮黨在科技創(chuàng)新管理法治化建設中的領導核心作用，使黨的科技創(chuàng)新思想和主張通過法定程序成為國家意志；

二是必須發(fā)揮政府在科技創(chuàng)新管理法治化中的主導作用，通過政府依法行政的示范帶動，進一步強化全社會在科技創(chuàng)新方面的法治意識；三是研究出臺科技創(chuàng)新管理法治化實施綱要，面向未來，細化規(guī)則，加強我國科技創(chuàng)新管理法治化的整體部署和規(guī)范運行。 上海市人民代表大會常務委員會《關于促進改革創(chuàng)新的決定》（以下簡作《決定》）已經(jīng)自2013年6月20日起實施。該《決定》明文規(guī)定：“本市應當充分運用現(xiàn)行法律制度及國家政策資源，推進改革創(chuàng)新。本市各級人民政府及其部門應當主動作為，積極履行法律、法規(guī)賦予的職責，努力提高行政效能，推進改革創(chuàng)新；對于改革創(chuàng)新中法律、法規(guī)和國家政策未規(guī)定的事項，可以在職權范圍內(nèi)作出規(guī)定。法律、法規(guī)、規(guī)章及國家政策未規(guī)定的事項，鼓勵公民、法人和其他組織積極開展改革創(chuàng)新。”據(jù)此，上�？梢宰龅�，

一是用足現(xiàn)有法律資源，
二是在制度創(chuàng)新中實施謹慎突破。為此，我們建議，市食品藥品監(jiān)督管理局應當采用“在職權范圍內(nèi)作出規(guī)定”的辦法，支持和保護3D打印技術在醫(yī)療領域應用的探索。


2.3D打印技術的臨床應用可從現(xiàn)有可植入材料起步
截至目前，3D打印技術生產(chǎn)的外科植入體所起到的作用仍是修復、整形、修補、充填，而不具有原有器官的功能替代作用。

就骨科植入物而言，大致可分為兩類：一類為金屬植入物，主要有鈦合金及鈷鉻鉬合金等，涵蓋關節(jié)、脊柱及創(chuàng)傷的各個領域；另一類為骨生物替代材料，也就是組織工程支架。而目前 3D打印技術制造的以上人體植入物有望在現(xiàn)有材料的基礎上，量化地控制植入物的幾何輪廓及拓撲結(jié)構(gòu)，制造更符合個體特定需求的植入物。通俗地說，3D打印技術臨床應用的捷徑是選擇現(xiàn)有可植入人體的材料，以“打印”的方式予以成型。3D打印技術目前只是初露頭角，其臨床應用應當盡可能利用現(xiàn)有的材料，以避免舍近求遠。從這個意義上說，運用3D打印技術生產(chǎn)個體化的“人工關節(jié)”“脊柱固定物”“接骨板”“骨修復材料”等，都應當從現(xiàn)有的可植入人體材料起步。 根據(jù)《醫(yī)療器械注冊產(chǎn)品標準編寫規(guī)范》（國藥監(jiān)械[2002]407號）的規(guī)定，申報醫(yī)療器械產(chǎn)品必須寫明“與人體接觸的材料是否已在臨床上應用過，其安全性、可靠性是否得到證明”，那么，其產(chǎn)品的所使用的原材料（粉末、黏合劑等）按照相適應的國家標準、行業(yè)標準進行過生物學試驗，并且此產(chǎn)品在生產(chǎn)加工中沒有使材料改變（未添加其他物質(zhì)），就是一條捷徑。采用現(xiàn)成的可以植入人體的材料作為3D打印的材料，可以大大降低技術創(chuàng)新的難度，以避免選用材料不合格遭致淘汰。當然，隨著3D打印技術的進一步成熟，也必然會對粉末、黏合劑材料的選擇提出新的要求，屆時再組織攻關，其成功的可能性較大。

3.用3D打印技術打印的醫(yī)療器械不可能進行 臨床試驗。
個體差異表現(xiàn)在個體解剖結(jié)構(gòu)及運動學特征的方方面面，因而，對植入物的結(jié)構(gòu)形態(tài)要求也存在差別。加之患者所受的創(chuàng)傷各不相同，精細化的醫(yī)療必然要求個體化的植入器材生產(chǎn)。3D打印技術可滿足植入物個體化生產(chǎn)的需求，其優(yōu)勢在于與個體需求的高度吻合的個體化生產(chǎn)，但同時存在不可能進行目前批量生產(chǎn)產(chǎn)品常規(guī)開展的臨床試驗的窘境。按照現(xiàn)有審批制度必然沒有臨床試用的數(shù)據(jù)。以戴尅戎院士所遇到的“麻花腿”患者為例，其因病而形成的“麻花腿”是獨一無二的，即便在他人身上取得的實驗數(shù)據(jù)都不可能與“麻花腿”相匹配。由于3D打印的植入器材是面對具有差異性患者“按需生產(chǎn)”，臨床試用不可能存在，傳統(tǒng)的規(guī)格、型號概念已經(jīng)不再適用。

4. 監(jiān)管3D打印之醫(yī)療器械的重點應當有所調(diào)整。
按照傳統(tǒng)要求，新型醫(yī)療器械在投入市場前，應進行臨床試用，臨床試用評價是政府主管部門作為決定該醫(yī)療器械能否進入市場的重要客觀依據(jù)之一。臨床試用的目的在于評價該醫(yī)療器械在正常使用條件下，是否符合預期安全性設想和能夠達到預 期的醫(yī)療效果。鑒于3D打印技術生產(chǎn)的醫(yī)療器械不可能進行臨床試用的現(xiàn)實，就不應當墨守成規(guī)，用不可能做的臨床試驗苛求研制者。根據(jù)市場監(jiān)管必須與科技發(fā)展與時俱進的要求，政府主管機構(gòu)對3D打印技術生產(chǎn)的醫(yī)療器械的監(jiān)管重點應當作相應調(diào)整，如：其一，選用的打印材料是否符合安全性、生物相容性標準；其二，打印成型產(chǎn)品的有效性（與預期的相應功能重建、替代、補償?shù)膶崿F(xiàn)程度）；其三，打印成型產(chǎn)品植入人體后的可靠性（有效性在多長時間內(nèi)能夠穩(wěn)定地發(fā)生作用）。

三、破解3D打印技術個體化生產(chǎn)醫(yī)療器械難題的思路
據(jù)負責上海市《關于促進改革創(chuàng)新的決定》立法工作的原上海市人民政府秘書長介紹，該《決定》所要解決的是上海改革發(fā)展中的突出問題：一是通過宣示性以及激勵措施規(guī)定，解決要不要改革創(chuàng)新的問題；二是通過明示改革創(chuàng)新的法治路徑，解決改革創(chuàng)新遇到制度障礙怎么辦的問題；三是通過有關專門條款，解決改革創(chuàng)新動力和改革創(chuàng)新不成功怎么辦的問題。該《決定》的特色在于法治路徑的相關內(nèi)容更加明確，法治保障力度更大。據(jù)此，運用3D打印技術制造植入性醫(yī)療器械這個難題也應當在《決定》中尋求解決的路徑。為此，筆者提出具體建議如下。 譹 訛

（一）報請國家食藥監(jiān)局批準在上海建立3D打印技術臨床應用試點
根據(jù)現(xiàn)行的醫(yī)療器械管理法規(guī)，醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊實行市級、省級、國家級三級管理；運用3D打印技術研制植入式醫(yī)療器械應當報國家食品藥品監(jiān)督管理局審批�！稐l例》第七條規(guī)定：“第二類、第三類醫(yī)療器械新產(chǎn)品的臨床試用，應當按照國務院藥品監(jiān)督管理部門的規(guī)定，經(jīng)批準后進行�！逼涞谑�八條還規(guī)定：“開展醫(yī)療器械臨床試驗，應當按照醫(yī)療器械臨床試驗質(zhì)量管理規(guī)范的要求，在有資質(zhì)的臨床試驗機構(gòu)進行，并向臨床試驗提出者所在地省、自治區(qū)、直轄市人民政府食品藥品監(jiān)督管理部門備案。接受臨床試驗備案的食品藥品監(jiān)督管理部門應當將備案情況通報臨床試驗機構(gòu)所在地的同級食品藥品監(jiān)督管理部門和衛(wèi)生計生主管部門�！�

上海市《關于促進改革創(chuàng)新的決定》規(guī)定：“本市各級人民政府及其部門應當為企事業(yè)單位、社會組織提供優(yōu)質(zhì)公共服務，尊重其自主權，不得干預其實施改革創(chuàng)新工作。對企事業(yè)單位、社會組織開展改革創(chuàng)新遇到的問題，應當及時研究，主動予以解決。超出本部門職權范圍的，應當及時提請上級部門協(xié)調(diào)解決。”據(jù)此，應當在上海選擇有資質(zhì)且實力強、管理好的醫(yī)院作為3D打印技術臨床試用的試點單位。由于《條例》并沒有區(qū)分批量化生產(chǎn)與個體化生產(chǎn)，所以，提請批準的是該醫(yī)院具有運用3D打印技術個體化生產(chǎn)醫(yī)療器械（如骨科植入物）的資質(zhì)，而不是具體的“植入某一位患者的那一個”產(chǎn)品。 根據(jù)上海的實際情況，可以報請國家食品藥品監(jiān)督管理總局批準將上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院或其他醫(yī)院，作為3D打印技術臨床應用試點單位先行先試，待取得成熟經(jīng)驗后再擴大試行的范圍。

（二）簽署《合作共識備忘錄》以共同防范風險
鑒于植入性醫(yī)療器械的安全性、可靠性與人的生命權、健康權直接相關，研究者在創(chuàng)新探索的過程中必須持高度謹慎的態(tài)度，主管機關也應當謹慎平衡各方面的利益關系，盡最大可能減少創(chuàng)新的風險。我們在強調(diào)“沒有規(guī)矩不成方圓”的同時，也要看到法律也總會有一定的滯后性。在“游戲與規(guī)則”的相互關系中，如果沒有游戲，也就不需要制定規(guī)則；缺少規(guī)則的游戲也必然難以持續(xù)；在游戲的初期，規(guī)則難免粗疏；游戲規(guī)則只能在游戲進行的過程中不斷完善。《條例》第十七條規(guī)定：“第一類醫(yī)療器械產(chǎn)品備案，不需要進行臨床試驗。申請第二類、第三類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊，應當進行臨床試驗。但是，有下列情形之一的，可以免于進行臨床試驗：

（一）工作機理明確、設計定型，生產(chǎn)工藝成熟，已上市的同品種醫(yī)療器械臨床應用多年且無嚴重不良事件記錄，不改變常規(guī)用途的；
（二）通過非臨床評價能夠證明該醫(yī)療器械安全、有效的；
（三）通過對同品種醫(yī)療器械臨床試驗或者臨床使用獲得的數(shù)據(jù)進行分析評價，能夠證明該醫(yī)療器械安全、有效的。免于進行臨床試驗的醫(yī)療器械目錄由國務院食品藥品監(jiān)督管理部門制定、調(diào)整并公布。

”據(jù)此，可以采取的辦法有兩個：一是等待國務院食品藥品監(jiān)督管理部門制定的“免于進行臨床試驗的醫(yī)療器械目錄”中包含3D打印技術制造的植入性醫(yī)療器械；二是在期待國務院食品藥品監(jiān)督管理部門將3D打印技術納入“免于進行臨床試驗的醫(yī)療器械目錄”的同時，根據(jù)“有法律，從法律；有規(guī)則，從規(guī)則；無規(guī)則，從共識（約定）”的原則，采用食品藥品監(jiān)督局（行政主管機關）、研制方（醫(yī)院）、患者簽訂三方《合作共識備忘錄》的方式，共同防范3D打印技術制造的植入性醫(yī)療器械可能出現(xiàn)的風險。筆者傾向于第二種辦法。 《合作共識備忘錄》本質(zhì)上是三方共同簽署的合作協(xié)議，是在不得不“省略”臨床試用環(huán)節(jié)的狀態(tài)下，以備忘錄的形式表達患者自愿接受3D打印技術“度身定制”的醫(yī)療器械。與傳統(tǒng)的《知情同意書》不同，“醫(yī)”（院）“患”（者）“管”（理者）三方是合作關系，是基于維護生命權、健康權結(jié)成的“利益共同體”。所謂合作，即“醫(yī)”“患”“管”三方不僅有“戰(zhàn)勝病魔、早日康復”的共同微觀目標，而且有“科技創(chuàng)新、造福人類”的共同宏觀目標。作為研制者的醫(yī)院，要承擔竭盡全力降低植入器材可能帶來風險的責任，并主動采取預防風險發(fā)生的措施；作為患者，在實現(xiàn)自身疾病治療目標的同時，自愿承擔可能出現(xiàn)的低概率風險；作為管理者在提醒醫(yī)患雙方共同防范風險的同時，要承擔可預見范圍內(nèi)的監(jiān)管責任。

所謂共識，是指“醫(yī)”“患”“管”三方已經(jīng)就3D打印技術生產(chǎn)的醫(yī)療器械可能出現(xiàn)的風險具有一致的共識，對可能出現(xiàn)的意外視為科學技術發(fā)展過程中的正常失敗概率。一旦意外出現(xiàn)，患者在放棄“產(chǎn)品責任”投訴權的同時，也將因為其為科技發(fā)展做出的犧牲得到一定的補償。上海市《關于促進改革創(chuàng)新的決定》已經(jīng)明文規(guī)定：“改革創(chuàng)新未能實現(xiàn)預期目標，但有關單位和個人依照國家和本市有關規(guī)定決策、實施，且勤勉盡責、未牟取私利的，不作負面評價，依法免除相關責任�！薄逗献鞴沧R備忘錄》具體體現(xiàn)了“寬容失敗”的理念，又兼顧了患者的利益，應當予以試行。

（三）開發(fā)特殊意外保險，推進科學技術創(chuàng)新
在人們力圖與自然建立和諧關系的過程中，由于主觀認識能力不足或客觀上受到限制等原因，出現(xiàn)失敗或意外的損害是難免的。筆者之一湯嘯天曾在上個世紀就提出，醫(yī)療技術的發(fā)展客觀上存在正常失敗的概率，而正常的失敗概率并不是醫(yī)生在主觀上更加努力一點就完全能避免的。但哪怕這概率是萬分之一，一旦發(fā)生在某一患者身上，其就要百分之百地承受這不幸的結(jié)果。醫(yī)生如果懼怕“萬一”，可以采用保險系數(shù)更大的保守療法，這從職業(yè)道德上來說也是允許的。特別是醫(yī)療技術發(fā)展的高風險往往與醫(yī)療糾紛交織在一起，中國醫(yī)患關系高度緊張的當下，醫(yī)生很可能因懼怕發(fā)生意外而不敢實踐已經(jīng)成熟或正在成熟過程中的醫(yī)療技術。于是，越是銳意進取、勇于探索的人越容易犯錯誤，甚至因為“敢為天下先”而付出沉重的代價。而從社會整體利益的角度看，探索精神難能可貴，探索中的失敗在所難免，理應為科學的探索者構(gòu)建一面“擋風的墻”，即特殊意外保險。以3D打印技術的臨床應用為例，如果患者及其親屬同意施行，醫(yī)院又為病人購買了特殊意外保險，那么一旦手術失敗，只要查明并非責任或技術事故，則由保險公司負責理賠。

這樣做的益處至少有三：
一是醫(yī)院以替接受手術者買保險的形式承擔了相關責任，避免了風險由術者或患者單獨承擔的不公平局面；
二是醫(yī)院以自己精湛的醫(yī)術和良好的服務為信譽求得保險公司承保，出險率低是醫(yī)院買到保險的前提，風險分散是醫(yī)院得到的收益；
三是患者接受手術既是延長自身生命或提高生命質(zhì)量的需要，也在客觀上為醫(yī)護人員的科學探索提供了實踐條件。

一旦出險，患者可得到一定補償，這不失為在經(jīng)濟上、心理上求得平衡的可行之策。 總之，3D打印技術在醫(yī)療領域的應用，必須按照促進改革創(chuàng)新的理念，組織法學、臨床醫(yī)學以及相關學科的力量共同研究、協(xié)力推進。當前，個體化生產(chǎn)既是3D打印技術的優(yōu)勢，同時也是政策法律限制其應用的瓶頸所在。建議國家食品藥品監(jiān)管局批準建立3D打印技術臨床應用試點，通過簽署《合作共識備忘錄》，開發(fā)特殊意外保險等方式共同防范風險。

編輯：南極熊
作者：湯嘯天 王燎